高氯酸铵粒径对3D打印含能树脂药柱燃烧性能的影响

为了改善光敏树脂的燃烧性能,通过添加不同粒径和含量的高氯酸铵（AP）作为氧化剂,利用3D技术打印出含能树脂药柱。考察了AP在光敏树脂中的分散性及燃烧性能。结果表明:粒径为5.28 μm的AP在光敏树脂中的分散性最好;打印成型的含能树脂药柱燃速最快,残渣率最小。与打印成型的纯树脂药柱相比,该药柱的燃速提高了14倍,残渣率降低了94.30%。随着AP的质量分数从10%增至50%,药柱燃烧性能明显改善;当AP的质量分数为50%时,含能树脂药柱的燃速最高,残渣率最小,分别为1.05 mm/s和1.10 %。差热分析表明,含粒径为5.28 μm的AP的含能树脂药柱温度峰值出现最早,放热量最高。     

燃速测试中导电现象的研究及解决方法

叙述了含高氯酸铵、铝粉的固体推进剂,在线性恒压燃速测试过程中,出现的导电现象,往往使测试失败。在研究其导电原理后,采用了在记时系统中,适当改变连结第一靶、第二靶的电阻值,可使燃速测试成功率在90%以上。     

AP的结构纳米化及其疏水性能改性

以高氯酸铵(AP)和碳化细菌纤维素(CBC)为原料,并以聚甲基氢基硅氧烷(PMHS)、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷(FAS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为表面改性剂,采用溶液分散-冷冻干燥法制备疏水AP/CBC纳米结构材料。通过场发射扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线衍射仪、恒温恒湿箱、激光粒度分析仪、接触角测试仪等分别表征了AP/CBC纳米结构材料的微观形貌、分子结构、吸湿性能。结果表明,与纯AP相比,AP/CBC纳米结构材料的形貌变化较大,AP均匀分布在三维网络孔洞中,并且改性后的AP/CBC纳米结构材料表面被改性剂均匀包覆,这有助于疏水表面的形成。经过PMHS、FAS、MTES改性后的AP/CBC纳米结构材料的接触角分别为(109±2)°、(56±2)°、(55±2)°,与纯AP相比有很大的提高。经过改性处理的AP/CBC纳米结构材料吸湿性均小于纯AP,且经过PMHS改性的AP/CBC纳米结构材料的吸湿性最低,仅为0.31%。     

花状α-Co(OH)_2的制备及其对高氯酸铵热分解的催化作用

以六水氯化钴、氢氧化钠及氨水为原料,在室温且不使用表面活性剂的条件下制备了纳米花状α-Co(OH)_2球形颗粒;用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)表征了α-Co(OH)_2纳米花的组分、结构和形貌,用差示扫描量热仪(DSC)研究了α-Co(OH)_2纳米花对高氯酸铵(AP)热分解性能的影响。结果表明,α-Co(OH)_2为球形颗粒,粒径大小均一,是由纳米片组成的花状结构,纳米花的直径为300~400nm;当α-Co(OH)_2纳米花质量分数为3%时,AP的分解温度为281℃,与纯AP相比提前了158℃,放热量达1 502J/g,表明α-Co(OH)_2纳米花对AP的热分解具有优异的催化作用。     

基于动力学过程的固体推进剂降速机理

根据朗缪尔单分子吸附原理和AP分解的质子转移机理,分别在AP晶体界面和气相混合区中确立物质守恒关系,分析了AP在不同分解速率下气相混合区中NH_3和HClO_4的气相分子浓度关系;将其与AP晶体气固交界面的反应强度进行关联,建立了一种能够分析压强变化状态对推进剂燃速影响的动力学机理,并推导了相应的物理过程,通过实验将AP/降速剂(CaCO_3或NH_4C_2O_4)的TG-DSC分析结果与药条燃速结果进行了对比。结果表明,该降速机理能够解释降速剂对推进剂燃速和压强指数的多种作用,CaCO_3能够使AP的热失重分解温度出现一定程度的前移,因此对控制推进剂的高压压强指数有利,而NH_4C_2O_4不具备这种效果。     

退役复合固体推进剂中AP提取的工艺研究

为了对退役复合固体推进剂中有效成分进行回收利用,研究了以水作为提取介质提取氧化剂组分高氯酸铵(AP)的工艺条件.探讨了各工艺参数对AP提取率的影响规律,用扫描电子显微镜对提取前后物料的形貌进行表征.结果表明,提取温度、时间及药片厚度是影响AP提取率的主要因素,搅拌速率对AP的提取率基本无影响.适宜的提取工艺条件为:提取...     

脉冲点火射流与高氯酸铵/端羟基聚丁二烯固体推进剂耦合燃烧的试验研究及数值模拟

为了研究高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)在底部排气药柱二次点火过程中的耦合振荡燃烧,建立了AP/HTPB二维三明治燃烧模型,气相区采用二步总包反应,使用用户自定义函数模拟点火射流的作用。在AP/HTPB与点火具的耦合燃烧试验背景下,进行了点火射流频率在125~500 Hz、热流密度峰值在1.9~3.9 MW/m²工况下的数值模拟。模拟结果表明：在振荡燃烧初始阶段,气相热反馈相对于点火射流作用较弱,由于点火射流的主导作用使得X组分（NH₄ClO₄）呈现周期性变化;由于气相温度上升,气相热反馈相对于点火射流作用较强,AP/HTPB燃烧逐渐稳定;点火射流热流密度的提高对AP/HTPB振荡燃烧有显著抑制作用,点火射流频率的提高对AP/HTPB振荡燃烧抑制作用较弱。     

纳米材料对高氯酸铵热分解催化作用的研究进展

综述了纳米材料对高氯酸铵热分解催化作用的研究进展,总结了纳米金属氧化物材料、纳米金属材料、纳米复合材料以及其他纳米材料对高氯酸铵的热分解催化作用,指出了纳米材料在对高氯酸铵热分解催化作用研究中存在的问题.     

高氯酸铵脱除介孔氧化硅有机模板剂

采用AP-HNO₃组成的体系在低温(100 ℃左右)下快速完全地分解介孔氧化硅材料(SBA-15)的模板剂,得到开放孔道的SBA-15(N-SBA-15)。透射电镜(TEM)照片显示,N-SBA-15具有高度有序的二维六方结构(p6mm)。与焙烧产物(C-SBA-15)的孔容(1.03 cm³·g-1)和孔径(6.5 nm)相比,N-SBA-15具有较大的孔容(1.40 cm³·g-1)和孔径(10.4 nm)。小角XRD谱图表明N-SBA-15没有明显的骨架收缩,红外光谱(FT-IR)显示其孔道表面存在大量硅羟基。与C-SBA-15相比,N-SBA-15只有很少的微孔孔容。因此,AP氧化是一种条件温和的获取高质量多孔氧化硅阵列材料的有效手段,它也适用于多种具有不同对称性介孔氧化硅(如Fm3m,Im3m,Ia3d等结构)模板剂的脱除。      

高氯酸铵包覆层对硼粉燃烧性能的影响

为揭示高氯酸铵（AP）包覆层对硼燃烧性能的影响规律,采用溶剂蒸发法制备了AP包覆硼（AP/B）复合粒子。借助扫描电镜评估了AP/B复合粒子的包覆效果,利用CO₂激光点火装置研究了AP/B复合粒子点火燃烧特性,通过量热弹测试了DNTF基AP/B复合粒子炸药的爆热值。结果表明：严格控制溶剂蒸发法工艺参数可使AP均匀地析出在硼的表面上,并实现硼的较好包覆;AP包覆层可以改善硼的燃烧完全性,AP/B复合粒子相比于硼粉以及AP燃烧更为剧烈且光照强度瞬间增至最大值;AP/B复合粒子可明显提高炸药能量释放率,DNTF基AP/B复合粒子炸药爆热值（7 696 kJ/kg）较相同配方未包覆炸药爆热值（7 208 kJ/kg）提高6.5%以上。为揭示高氯酸铵（AP）包覆层对硼燃烧性能的影响规律,采用溶剂蒸发法制备了AP包覆硼（AP/B）复合粒子。借助扫描电镜评估了AP/B复合粒子的包覆效果,利用CO₂激光点火装置研究了AP/B复合粒子点火燃烧特性,通过量热弹测试了DNTF基AP/B复合粒子炸药的爆热值。结果表明：严格控制溶剂蒸发法工艺参数可使AP均匀地析出在硼的表面上,并实现硼的较好包覆;AP包覆层可以改善硼的燃烧完全性,AP/B复合粒子相比于硼粉以及AP燃烧更为剧烈且光照强度瞬间增至最大值;AP/B复合粒子可明显提高炸药能量释放率,DNTF基AP/B复合粒子炸药爆热值（7 696 kJ/kg）较相同配方未包覆炸药爆热值（7 208 kJ/kg）提高6.5%以上。